Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України
Національна академія наук України

Пошук

Деталі
Перегляди: 17170

Відділ рентгеноструктурного і елементного аналізу матеріалів і систем


Керівник

Член-кореспондент НАН України,

д.ф.-м.н., професор

Кладько Василь Петрович 
Тел.:525-57-58; 525-44-49; внутр.:4-36
Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Склад відділу

Група високороздiльної Х-променевої дифрактометрiї та комп'ютерного моделювання дифракцiйних процесiв:

DSCN4203

qq
Кладько Василь Петрович
Тел.:525-57-58; внутр.:4-36
Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
AIbEiAIAAABECN-Gjb2dybC4igEiC3ZjYXJkX3Bob3RvKigwYjExM2Q4ZTJhMDg5NzMyNDBlMTVlNTgyZTk3N2M1MzIyNTc4MzhlMAHv Vp FMT2bNopumubl8flgezgUg Станчу Григорій Вікторович
кандидат фiз.-мат.наук, наук. спiвр.
Тел.: 525-58-53; внутр.: 5-32;
Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Група високороздiльної дифрактометрiї наносистем:

Gudyenko   Гудименко Олександр Йосипович,
  кандидат фiз.-мат.наук, cтарший  
  наук. спiвр.
  Тел.: 525-58-53;  внутр.: 4-39; 
  Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

19005

11

   Cлободян Микола Васильович,
   кандидат фiз.-мат.наук, наук. спiвр.
  Тел.: 525-58-53;  внутр.: 5-32; 
  Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
IMG 1498 4
   Кривий Сергій Борисович,
  кандидат фiз.-мат.наук, наук. спiвр.,
  Тел.: 525-58-53; внутр.: 5-32;
  Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Lubchenko
 
  Любченко Олексій Ігорович,
  кандидат фiз.-мат.наук, наук. спiвр.,
  Тел.: 525-58-53; внутр.: 5-32;
  Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 

Група рентгеноструктурного аналiзу напiвпровiдникiв та гетеросистем: 

19007      
Кучук Андрiан Володимирович,
кандидат фiз.-мат. наук, старший наук. спiвр.,
Тел.: 525-58-53;  внутр.: 5-32
Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
99401
Сафрюк Надія Володимирівна,
кандидат фiз.-мат.наук, наук. спiвр.,
Тел.: 525-58-53;  внутр.: 5-32
Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
foto001
Максименко Зоя Василівна,
кандидат фіз.-мат. наук, наук. співроб.,
Тел.: 525-58-53; внутр.: 5-32
Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Polischuk
Поліщук Юля Олегівна,
кандидат фіз.-мат. наук, мол. наук. співроб.,
Тел.: 525-58-53; внутр.: 5-32
Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 Група іонно-променевих методів:

19010
Стадник Олександр Анатолiйович,
кандидат фiз.-мат.наук, старший наук.
спiвр., ел.: 525-62-50; внутр.: 5-71
Ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Менеджер вiддiлу:

19009
Проскуренко Наталя Миколаївна, 
пров. iнженер, 
тел.: 525-57-58; внутр.: 4-34
Ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Лаб. №2-1 Електронно-зондових методів діагностики матеріалів

Керівник: Прокопенко Ігор Васильович

Дослідження

  • Когерентна взаємодiя випромiнювання рентгенiвського дiапазону довжин хвиль з реальними кристалами та багатошаровими епiтаксiйними структурами з метою з'ясування фундаментальних фiзичних принципiв перетворення випромiнювання в умовах динамiчної дифракцiї. Моделювання процесiв динамiчної дифракцiї в багатошарових структурах.
  • Фiзика процесiв дефектоутворення, структурної релаксацiї та мiжфазних взаємодiй в напiвпровiдникових матерiалах i системах.
  • Фiзичнi основи рентгено-дифрактометричного визначення параметрiв реальної структури багатошарових епiтаксiйних плiвок.
  • Аномальна Х-променева дифракцiя в напiвпровiдникових наноструктурах в областi К-країв поглинання.
  • Поверхня, приповерхневi шари, границi подiлу i тонкi плiвки. Вивчення структури i властивостей.
  • Розвиток неруйнiвних методик контролю структурної досконалостi та елементного аналiзу кристалiв, епiтаксiйних систем та приладних структур.

Досягнення

Основні наукові результати за 2017-2020 роки:

  1. Досліджено вплив вбудованої деформації та релаксації напруг на структурні та оптичні властивості 20-періодичної GaN/AlN надграток після імплантації іонами аргону. Показано, що зміна швидкості травлення окремих шарів НГ іонним пучком корелює з величиною деформаційного стану – зростає при збільшенні величини деформації. Встановлено, що імплантація іонів Ar+ в НГ призводить до релаксації системи та більш однорідного розподілу енергії зв'язків в окремих шарах надгратки. На основі всебічного вивчення вихідної та імплантованої НГ, зроблено висновок, що точкові дефекти, які виникають під час імплантації, активізують процес нуклеації дислокацій в інтерфейсі буферний шар GaN/надгратка, зменшуючи стискуючі напруження в шарах GaN НГ, що дозволяє керувати поляризаційними ефектами в епітаксійних структурах.
  2. Експериментально показано, що провідність градієнтного шару AlxGa1-xN зростає як функція величини градієнта концентрації Al (%Al/нм) при використанні ефектів поляриза-ційного легування без використання легуючих домішок. Для наношарів AlxGa1-xN із змінними градієнтами Al від ~ 0.16 до ~ 0.28 %Al/нм, об'єднаних в одній структурі, були досліджені ефекти поляризаційної інженерії для локалізованих електричних полів та транспорту носіїв і показано, що експериментальні властивості вбудованих електричних полів та струмопереносу в градієнтних шарах, узгоджуються з моделюванням розподілу полів, а також електронних і діркових густин. Встановлено, що при градієнтах менше 0,28% Al/нм рідні донори n-типу все ще обмежують поляризаційно-індуковане легування, створюючи ще одну проблему для формування областей провідності p-типу завдяки фоновим домішкам та дефектам.
  3. З’ясовано вплив незначних (100oС) варіацій температури процесу МПЕ на результуючий режим росту структур InN та досліджена еволюція їх морфології і структури. Виявлено прямі ознаки 2D-to-3D переходу від наноструктурованих плівок до фасетованих нанокристалів InN на GaN (0001). Перехід в розмірностях та механізмі росту корелює із підвищенням поверхневої дифузії адатомів In при збільшенні температуру росту. Отримані результати є важливими для розуміння та реалізації кінетичних чинників, що впливають на еволюцію зародкоутворення, росту та формування кристалічної огранки на початкових стадіях росту тринітридних структур і мають вирішальне значення для отримання 3D наноструктур InN або його суцільних шарів з контрольованими властивостями для практичного використання в оптоелектронних пристроях. (чл.-кор. НАН України В.П. Кладько, П.М. Литвин, А.В. Кучук, І.В. Прокопенко, О.Й. Гудименко, Н.В. Сафрюк, Г.В. Станчу, С.Б. Кривий, О.І. Любченко, О.С. Литвин, А.А. Корчовий, М.В. Слободян, З.В. Максименко, Ю.О. Поліщук).

Фундаментальнi результати в дослiдженнi структури напiвпровiдникiв та дифракції рентгенiвських променiв в реальних кристалах, отримані у відділі

Першi приклади топограм кристалiв Ge, SiC з дислокацiями, тонкоплiвкових гетероепiтаксiйних систем з так званою фрагментарною структурою, одержанi в нашiй лабораторiї М.Я. Скороходом. Найцiкавiшi топографiчнi данi по дефектних структурах, що виникають в процесi росту кристалiв, а також при пластичнiй їх деформацiї узагальненi в його кандидатськiй дисертацiї.

Для опису дифракцiйних явищ в так званих «майже довершених» кристалах, що мiстять деяку кiлькiсть структурних дефектiв, використовується динамiчна теорiя розсiяння.

Л.I. Даценком та А.М. Гуреєвим був розвинутий неруйнуючий метод аналiзу структури кристалів з використанням товщинних залежностей стрибкiв (вiдношення) iнтегральних iнтенсивностей для довжин хвиль гальмiвного спектру рентгенівських променів (РП) поблизу К-краю поглинання атомів компонентів кристала.

Плiднi експериментальнi методи, що полягають у вивченнi закономiрностей варiювання величини дифузної складової повної iнтенсивностей дифракцiйного максимуму реального кристала, як у разi Лауе-, так i бреггiвської дифракцiї РП, а також при використаннi явища так званого рентгеноакустичного резонансу (РАР) були запропонованi В.I. Хрупою i В.Ф. Мачулiним.

В.I. Хрупою було встановлено, що вiдносний внесок дифузної iнтенсивностi в повну вiдбивну здатнiсть кристала з дефектами збiльшується в широкому дiапазонi поглинання РП iз зростанням порядку дифракцiї таким чином, що при деякому рiвнi спотворень структури вiдбувається поступовий перехiд закономiрностей динамiчного розсiяння до кiнематичного режиму дифракцiї. В умовах РАР вплив дефектiв на iнтенсивнiсть динамiчного максимуму посилюється, супроводжуючись придушенням когерентної складової розсiяння, iз-за чого провал величини вiдношення iнтенсивностi дифрагованого пучка рiзко зменшується в кристалi з дефектами структури.

В.I. Хрупою було також встановлено факт рiзного впливу локалiзованих i розподiлених деформацiйних полiв на характер просторової структури дифрагованого пучка в умовах РАР, як в геометрiї Лауе, так i Брега.

В.Ф. Мачулiним в докторськiй дисертацiї виявлений важливий для дiагностики структурного стану кристала ефект неадитивного впливу на вiдбивну здатнiсть середовища локалiзованих (статичних) i акустичних (динамiчних) деформацiй. Механiзм цього ефекту полягає в нелiнiйнiй взаємодiї рентгенiвських когерентних i некогерентних (дифузних) хвилевих полiв в процесах їх багатократного перерозсiяння на флуктуацiйних хвилях концентрацiї дефектiв.

Вперше встановлено, що в умовах реалiзацiї РАР можна дискримiнувати внесок когерентної i дифузної складових iнтенсивностi дифракцiйного максимуму, що створює сприятливi умови для визначення структурних характеристик кристалiв. При динамiчних спотвореннях структури виявлений i дифракцiйний ефект втрати чутливостi iнтенсивностi дифракцiйного максимуму в реальному кристалi до ультразвукових деформацiй, який має мiсце i при комбiнованих статичних деформацiйних полях.

Вперше обгрунтована можливiсть визначення iнтегральних характеристик структурної досконалостi слабо спотвореного (бездислокацiйного) кристала, який мiстить комбiнованi спотворення структури (наприклад, деформацiйнi поля вiд кластерiв SiOx в кремнiй i макроскопiчно розподiленi пружнi деформацiї). Експериментальний пiдхiд, що полягає в комплексному застосуваннi аналiзу товщинних залежностей iнтенсивностей i даних ультразвукових експериментiв, дозволив не тiльки встановити природу дефектiв в цьому найбiльш складному випадку розсiяння РП, але i визначити величину статичного фактора Дебая-Валлєра, а також рiвень пружних деформацiй.

Є.М. Кисловським було вирiшено важливе питання фiзики розсiяння РП реальним кристалом в найбiльш складному випадку комплексної дефектної структури, що складається одночасно з локалiзованих i розподiлених деформацiй. При вирiшенні цього завдання вперше було пiдтверджено експериментально (на кiлькiсному рiвнi) основнi висновки узагальненої теорiї розсiяння РП пружно зiгнутим кристалом при бреггiвськiй дифракцiї. Була показана можливiсть роздiлення внескiв в розсiяння дислокацiй i пружних деформацiй вiд ансамблiв цих дефектiв при використаннi iнтенсивностей так званих фрiделiвських пар вiдбиттiв при ефектi Бормана в окремому випадку адитивної моделi спотворень перiодичного середовища.

Добре вiдомо, що в бiнарних кристалах, грати яких складаються з атомiв сорту А i В, iстотний вплив на механiчнi, оптичнi, електричнi та iншi властивостi цих матерiалiв роблять не тiльки дефектна структура, але i композицiйний склад. Завдання одночасного визначення не тiльки структурних характеристик, але i параметра, який характеризує ступiнь вiдхилення реального складу вiд стехiометричної композицiї, була вперше вирiшена в докторськiй дисертацiї В.П. Кладька. Для цiєї мети вiн застосував друге наближення теорiї Борна в описi величини iнтенсивностi так званих надструктурних (квазiзаборонених) вiдбиттiв (КЗВ), яка пропорцiйна рiзницi структурних або атомних формфакторiв бiнарного кристала. Такий пiдхiд, на вiдмiну вiд робiт ряду японських авторiв, адекватнiше описує структурну ситуацiю в бiнарному кристалi, не нехтуючи впливом дефектiв структури на розсiяння РП. Крiм того, ним був розглянутий бiльш загальний випадок динамiчного розсiяння, коли не можна нехтувати уявною частиною коефiцiєнта Фур'є поляризованостi в порiвняннi з його дiйсною частиною. Це дало можливiсть коректно описати ситуацiю у областi довжин хвиль гальмiвного спектру, де iстотну роль грають явища аномальної дисперсiї в реальних бiнарних кристалах GaAs, GaP.

До iнших фундаментальних результатiв В.П. Кладька слiд вiднести встановлення факту дифракцiйного розсiяння РП в областi довжин хвиль, де дiйсна частина структурного фактора рiвна. При цьому iнтенсивнiсть дифракцiї визначається тiльки внеском уявної частини коефiцiєнтiв Фур'є-поляризованостi. Ще один важливий для додаткiв висновок, що випливає з цих дослiджень, полягає в тому, що вiдношення iнтенсивностей для нецентросиметричних площин (закон Фрiделя) у областi аномальної дисперсiї залежить в реальному кристалi вiд структурної досконалостi кристалiв.

Для контролю параметра нестехiометрiї В.П. Кладьком з аспіранткою З.В. Максименко були використанi два незалежнi експериментальнi пiдходи. Перший з них полягає в побудовi товщинних залежностей IВЗ в наближеннi тонкого кристала, коли спостерiгаються так званi маятниковi коливання iнтенсивностi. Для цiєї мети була обгрунтована доцiльнiсть використання тiльки дiапазону довжин хвиль гальмiвного спектру РП в довгохвильовiй областi К-краю поглинання легшого атома (Ga в GaAs). Вiдстанi мiж максимумами маятникових коливань залежать вiд екстинкцiйної вiдстанi, яка дає можливiсть розрахувати шуканий параметр. Iнший експериментальний пiдхiд полягав в аналiзi енергетичних (вiд довжини хвилi випромiнювання) залежностей вiдбивних здатностей для довжин хвиль, розташованих помiж К-країв поглинання галiю i миш'яку.

Поширюючи далi область дослiджень КЗР на об'єкти наноструктурних розмiрiв (надгратки (НГ), квантовi точки i дроти, ланцюги квантових точок, лазернi багатошаровi структури) В.П. Кладьком i Л.I. Даценком iз спiвавторами був встановлений ряд цiкавих закономiрностей: можливiсть сепарацiї внеску в розсiюючу здатнiсть таких структур кожного з шарiв окремо, високу чутливiсть КЗР до складу субшарiв, що мiстять твердi розчини, а також вибiркову чутливiсть сателiтiв НГ до дефектної структури того або iншого шару.

Область аномальної дисперсiї РП виявилася вельми перспективною також для якiсного i кiлькiсного аналiзу структурної однорiдностi бiнарних кристалiв (наявнiсть макровидiлень фаз компонент). Так аналiз особливостей динамiчного розсiяння РП при Лауе-дифракцiї для структурних вiдбиттів в тонких бiнарних кристалах, проведений В.П. Кладьком i Л.I. Даценком, показав, що величина стрибка iнтенсивностей, на вiдмiну вiд згаданого вище наближення товстого кристала в областях довжин хвиль поблизу К-країв поглинання компонент, не залежить вiд структурної досконалостi зразка.

Професором В.П. Кладьком i аспірантом О.М. Єфановим з перших принципів створено теоретичну модель динамічної N-хвильової дифракції в багатошарових структурах адекватну для шарів довільної товщини; зокрема, враховано ефекти відбиття та дифракції при малих кутах падіння і виходу, а також при кутах 45 та 900. Знайдено точний напрямок дифрагованого в кристалі променя. Показано, що запропоновані рішення найчіткіше проявляються при аналізі експериментальних кривих гойдання далеко від бреггівського положення, а також дають можливість точного аналізу структур, які складаються з матеріалів, що значно відрізняються параметрами гратки та при використанні сильно асиметричної геометрії дифракції. Проаналізовано дисперсійну поверхню (як дійсну, так і уявну її частини) для геометрій Брегга та Лауе для 2-х, 3-х та N-хвильових випадків. Встановлено, що дисперсійна поверхня для поглинаючих кристалів в геометрії Брегга кардинально відрізняється від випадку Лауе. Показано, що лише у випадку дійсного дисперсійного рівняння можна говорити про діаметр дисперсійної поверхні у випадку Брегга – тоді зникає як поглинання, так і асиметрія дисперсійної поверхні і з'являється область повного відбиття.

Вперше на основі розробленої теоретичної моделі дифракції запропоновано методику контролю структури і деформації частково релаксованих шарів, яка полягає у вимірюваннях азимутальних залежностей кривих дифракційного відбиття;з’ясовано роль форми градієнта розподілу компонентів на межах поділу в багатошарових InGaAs/GaAs структурах на форму кривих дифракційного відбиття у випадку дифракції Брегга.  Зокрема, було встановлено, що найбільш адекватно криві відбиття описуються при введенні гіперболічного закону зміни градієнта складу на границі шарів.

В результаті дослідження впливу вмісту азоту в розпилювальній плазмі на формування тонких плівок W-Ti-N та Ta-Si-N, В.П. Кладьком i А.В. Кучуком отримані та узагальнені наступні наукові результати: вперше виділені три особливі зони розпилення плівок W-Ti-N, в яких спостерігаються три відмінні механізми їх формування: 1) МР – металічний режим, 2) ПР – перехідний режим, 3) НР – нітридний режим. З’ясовано, що в МР, плівки формуються переважно атомами металів W та Ti, для ПР, переважними є нітридні молекули W-N та Ti-N, а в НР, синтез плівок відбувається завдяки реакціям Ме + N = МеN (Ме: W, Ti) на зростаючій поверхні; вперше експериментально встановлено еволюцію фазового складу плівок W-Ti-N, із збільшенням в них концентрації азоту (полікристал (металічна)  - квазіаморфна - полікристал (нітридна), відповідно до режимів металічний - перехідний - нітридний), на підставі чого пояснюється збільшення атомної густини та питомого опору плівок;  виявлено, що вбудовування атомів азоту в плівках Ta-Si-N, приводить до структурно-фазового переходу нанокристалічна - аморфна плівка, який пояснюється „пасивацією” нанозерен Ta1-xSix атомами азоту, а також до переходу металоподібна плівка → ізолятор, що приводить до збільшення питомого опору плівок;  запропоновано модель формування структури плівок Ta-Si-N, яка полягає на вбудовуванні в нітрид кремнієву аморфну матрицю суміші нітриду танталу, на основі якої пояснюється аморфна структура, збільшення питомого опору, атомної густини та термостабільності плівок;• з’ясовано роль атомів кремнію в модифікації властивостей плівок нітридів тугоплавких металів, яка полягає в утворенні аморфної матриці завдяки міцного зв’язку Si-N, на підставі якої пояснюється більша ефективність ДБ Ta-Si-N, по відношенню до W-Ti-N.

Останнім часом у відділі було проведено комплексні Х-променеві дослідження (склад і товщина шарів, деформаційний стан, густина дислокацій тощо) систем ІІІ-нітридів. зокрема, Al(In)GaN. На основі отриманих результатів В.П. Кладьком, А.В. Кучуком, Н.В. Сафрюк, Г.В. Станчу,  С.Б. Кривим та О.І. Любченка встановлені механізми релаксації деформацій в III-нітридних наноструктурах, а також досліджено структурні особливості багатошарових систем в залежності від типу та геометрії підкладки. Застосований комплексний експериментальний та теоретичний підхід до вивчення процесів релаксації деформацій в ІІІ-нітридних системах дозволив одержати такі нові наукові результати:
- для HEMT на  основі AlxGa1-xN/GaN/Al2O3(0001)  встановити  новий  механізм релаксації пружних деформацій, який полягає в різних кутових розворотах одиничних гексагональних комірок нітриду галію навколо с-осі сапфіру при варіації його товщини;

- встановити вплив  типу «темплейта»  на  структурні  властивості  НГ GaN/AlN. Показати, що НГ, вирощені на AlN/Al2O3-темплейті релаксують в основному за рахунок формування дислокацій невідповідності, в той час як НГ, вирощені на GaN/Al2O3-темплейті релаксують за рахунок утворення тріщин. Вперше це пояснюється  різним  впливом  остаточних  деформацій  в  системі GaN-буфер/темплейт на рівень деформації в шарах НГ при їх осадженні;

- встановити  механізм  зменшення  густини  гвинтових  та  крайових  дислокацій  в епітаксійних плівках GaN, який пояснюється реакціями анігіляції дислокацій при збільшенні  товщини  AlN  буферного  шару.  При  цьому  відбувається  також покращення структурної якості GaN плівок.
- на  основі  кінематичної  теорії  дифракції  Х-променів  розроблена  теоретична модель для аналізу впливу мікро- та макродеформацій в нанодротах (НД) GaN на розширення симетричних (0002) 2θ/ω ХДП. Теоретично і експериментально встановлено, що деформація від інтерфейсу НД/підкладка зменшується експоненційно вздовж осі росту.  Показано,  що  форма  (0002)  2θ/ω  ХДП  визначається  початковою деформацією на інтерфейсі НД/підкладка та глибиною релаксації деформації.
- вперше  показати,  що  розміри  (довжина  і  діаметр)  НД  дають  значний  внесок  в ширину дифракційної кривої на її «хвостах», в той час  як  внесок від нахилів і деформацій в НД домінує на дифракційній кривій при кутах, близьких до точного положення  Брегга.  Встановлено,  що  макродеформація  приводить  до  кутового зсуву  ХДП,  в  той  час  як  мікро-деформації  є  причиною  симетричного  та асиметричного розширення ХДП.
- встановити  і  вперше  дати  пояснення  впливу  Si-N  прошарку  на  азимутальну орієнтацію НД GaN відносно Si підкладки, яке полягає в наявності орієнтованих граней  Si-N,  які  є  рушійною  силою  для  орієнтації  в  площині  та  анізотропії щільності НД на підкладці.
 - вперше  побудувати  модель  для  ефективного  розрахунку  товщинних  профілів деформації  та  компонентного  складу  в  когерентних  та  частково  релаксованих градієнтних AlxGa1-xN шарах та НД з експериментальних рентгенівських даних.

Всi перелiченi вище результати стали фiзичною базою нових неруйнуючих способiв контролю ряду параметрiв, що описують структурну досконалiсть реального кристала.

Завершуючи перелiк найважливiших результатiв по фiзицi розсiяння випромiнювань реальними кристалами, що мiстять структурнi дефекти рiзної природи, а також порушення композицiї в бiнарних сполуках, вiдзначимо, що вони узагальненi в 9 монографiях спiвробiтникiв вiддiлу. Розробки нових неруйнуючих методiв дiагностики кристалiчного стану захищенi 25 авторськими свiдоцтвами та 2 патентами України. П’ятеро спiвробiтників вiддiлу стали Лауреатами Державних премiй України в галузі науки i технiки (1983 р. - Даценко Л.І., 1994 р. - Даценко Л.І., Мачулін В.Ф., Хрупа В.І., 1995 р. - Прокопенко І.В., 2003 р. - Мачулін В.Ф., 2007 р. - Кладько В.П.).

За період існування спiвробiтниками вiддiлу захищено 43 кандидатських i 7 докторських дисертацiй (серед них 1 академік НАНУ та 1 член-кореспондент НАНУ).

Розробки

  •  HiCalc - OpenSource C++ програма для розрахунку структурного фактору та поляризацiйної здатностi комплексних структур. В архiвi мiститься readme файл з детальною iнструкцiєю по використанню.
  •  Accessible region in 3D reciprocal space for Bragg and Laue geometries

The program describes the dawn of reciprocal space building and geometrical explanation of diffraction: how does different type of sample and detector moving scans reciprocal space. Correct accessible region in reciprocal space for both Bragg and Laue geometries could be calculated for any crystal with any normal orientation and for any plane of incidence. Formulas for calculation of this figures could be found in appendix A. For visualization of accessible reciprocal nodes beam-passes could be plotted fig.1. Also the program shows basis of reciprocal space mapping for 1-layer and 2-layered systems. The program is very dynamic in 3 dimensions - user can change many parameters (what does every control do is described as Hint).

bragginas

  • Iншi цiкавi та кориснi програми

    RCs & Xoh - Потужнi розробки Степанова. Демо-версiї програм для розрахунку дифракцiйних спектрiв (RCs) та поляризацiйної здатностi кристалiв (Xoh).

Обладнання


Високороздiльний рентгенiвський дифрактометр X'Pert PRO MRD

XPert PRO 3                                                                  

Загальне
Високороздiльний рентгенiвський дифрактометр X'Pert PRO MRD (Голландія) у рентгенівській дифракційній системі є основною платформою для широкого застосування у аналітичній рентгенівській дифракції як у наукових, так і у індустріальних дослідженнях. Ці застосування охоплюють:

  • аналіз високороздільних кривих гойдання, знімання мап оберненого простору, Х-променеву топографію епітаксійних шарів на монокристалічних підкладинках.
  • рефлектометрію тонких шарів і матеріалів підкладинки.
  • картографування зразка.
  • дифракція в площині від тонких плівок.
  • Х-променевий аналіз серій зразків.
  • фазовий аналіз зразків з плоскими та шорохуватими поверхнями, а також тонких плівок.
  • аналіз залишкових напруг в плоских зразках та в зразках довільної форми.
  • текстурний аналіз всіх видів матеріалів з переважаючою орієнтацією кристалітів.
  • аналіз малих плям на неоднорідних зразках.

Дифрактометр X'Pert PRO MRD за допомогою використання PreFІХ модуля дозволяє проводити більш ніж один тип аналізу однієї системи.
PreFІХ дозволяє змінювати систему з однієї конфігурації на іншу через декілька хвилин без необхідності додавання інших системних блоків.
Через це X'Pert PRO MRD XL є надзвичайно ефективним, коли ви працюєте в наступних галузях:

  • структури III-V
  • SiGe и SiGe: C
  • напружений кремній
  • мезопористий кремній
  • нано-матеріали
  • ферро-електричні запом’ятовуюві пристрої
  • квантові точки
  • покриття жорстких дисків
  • надмірно великі та важки зразки
  • високотемпературні надпровідники.

Порошковий дифрактометр ARL X'TRA

ARL XTRA powder diffract

Опис системи ARLX’TRA

Вертикальний ширококутовий гоніометр q:q системи X’TRA:

·      Гнучка геометрія гоніометра з регульованим діаметром 400-520мм (стандартна комплектація 520мм).

·      Діапазон кутів від –8° до 164° 2q (діапазон може скорочуватись для діаметра гоніометра менше 520 мм і/або установці деяких системних приставок)

·      Система цифрового серво-приводу високої роздільної здатності з оптичним декодером.

·      Точність декодера +/- 0.00025 градуса.

·      Гнучка система щілин падаючого/відбитого випромінювання, яка постійно підстроюється мікрометром в діапазоні 0-10 мм.

·      Коліматорні щілини Соллєра +/-1.3° (обмеження осьового відхилення) і розсіюючі щілини на оптичних системах первинного і дифрагованого пучка.

·      Універсальний корпус для рентгенівської трубки призначений для стандартних скляних чи керамічних рентгенівських трубок. В корпусі трубки передбачено електромагнітний затвор захисту від рентгенівського випромінювання. Бета-фільтри Ni, V, Fe і Zr можна встановити вручну, в залежності від анода рентгенівської трубки (по замовчуванню встановлюється лише Ni фільтр, інші фільтри – по замовленню).

·      Корпус трубки встановлюється безпосередньо на гоніометр і забезпечує максимальну стабільність і простоту юстування.

·      Реєстрація випромінювання в режимі лінійного або точкового фокуса

·      Базовий столик, розрахований на твердий зразок розміром 10x3x2,5 см або базовий тримач зразків.

·      Універсальна базова оправа для швидкої зміни систем рентгенівської оптики.

При використанні тета:тета гоніометра зразок залишається нерухомим в горизонтальному положенні, в той час як переміщуються рентгенівська трубка і детектор. Така геометрія особливо рекомендується для важко встановлюваних зразків (непресовані порошки, рідини, тощо).

Вигляд гоніометра

ARL XTRA powder diffract gonio

Монографії

tytul 1a

Методи Х-променевої дифракційної діагностики напівпровідникових кристалів та гетероструктур

Кладько В.П., Фодчук І.М. Монографія, Чернівці, „Рута”, 154 c. (2017).

 

Физико-технологические проблемы нитридгаллиевой электроники

 

Беляев А.Е., Бессолов В.Н., Болтовец Н.С., Жиляев Ю.В., Кладько В.П., Конакова Р.В., Кучук А.В., Саченко А.В., Шеремет В.Н.

Київ, „Наукова думка”, 260 с. (2016).

 
 1

Проблеми діагностики реальних напівпровідникових кристалів

 

П.І. Баранський, О.Є. Бєляєв, Г.П. Гайдар, В.П. Кладько, А.В. Кучук

Київ, Накова думка, – 459 с. (2014).

 
 fiz met diagn

Физические методы диагностики в микро- и наноэлектронике


А.Е. Беляев, Н.С. Болтовец, Е.Ф. Венгер, Е.Г. Волков, В.П. Кладько, Р.В. Конакова, Я.Я. Кудрик, В.В. Миленин, Г.В. Миленин, В.А. Пилипенко, Р.А. Редько, А.В. Саченко, Харків: „ИСМА” – 384 C. (2011).
 xray klad efa

Динамічна дифракція Х-променів в багатошарових структурах


О.М. Єфанов, В.П. Кладько, В.Ф. Мачулін, В.Б. Молодкін.
Київ, Наукова думка, – 219 с. (2008).
 optics

Рентгенооптичні ефекти в багатошарових періодичних квантових структурах


В.П. Кладько, В.Ф. Мачулін, Д.О. Григор’єв, І.В. Прокопенко
Київ, Наукова думка, – 288 с. (2006).
difrnano

Дифрактометрия наноразмерных дефектов и гетрослоев кристаллов


В.Б. Молодкин, А.И. Низкова, А.В. Шпак, В.Ф. Мачулин, В.П. Кладько, И.В. Прокопенко, Р.Н. Кютт, Е.Н. Кисловский, С.И. Олиховский, Е.В. Первак, И.М. Фодчук, А.А. Дышеков, Ю.П. Хапачев 
Київ, Академпериодика. – 386 с. (2005)
dkmm2002

Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами в области аномальной дисперсии


Л.И. Даценко, В.П. Кладько, В.Ф. Мачулин, В.Б. Молодкин.
Київ, Академпериодика. – 352 с. (2002)
hrupa

Рентгеновская диагностика структурного совершенства слабо искаженных кристаллов


В.Ф. Мачулин, В.И. Хрупа
Киев: Наукова думка, – 191 с. (1995).
diffuse

Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами


Л.И. Даценко, В.Б. Молодкин, М.Е. Осиновский
Киев.: Наукова думка, – 198 с. (1988).

Публікації

2019